Většina závodních vozů na dráze má v rukávu nějaké triky, jak překonat konkurenci. Jako vrchol motoristického sportu nejsou vozy F1 cizí komplikované systémy navržené tak, aby vozy jezdily rychleji.
Jedním z takových systémů je KERS. Byl představen v roce 2009 na podporu dvojí strategie F1 na podporu vývoje technologií šetrných k životnímu prostředí a relevantních pro silniční vozy v závodech F1, ale byl široce přijat až v roce 2011.
Od té doby je přítomen na každém autě.
Co je KERS a jak funguje?
KERS je zkratka pro Kinetic Energy Recovery System. Pokaždé, když brzdíte, abyste zpomalili své auto, kinetická energie se ztrácí ve formě tepla z tření mezi brzdovými destičkami a skutečným kolem. KERS místo toho využívá tuto energii a šetří ji pro pozdější nasazení, když to bude pro řidiče výhodné.
Existují dva hlavní typy KERS – mechanické a elektrické. Zatímco jakékoli nasazení silničních vozů by mohlo používat mechanický KERS, konstruktéři F1 zatím použili všechny elektrické systémy.
Ty jsou poháněny elektrickým generátorem s názvem Motor Generator Unit - Kinetic (MGU-K), který přeměňuje teplo vznikající při brzdění na elektrickou energii. Přeměněná elektrická energie je pak uložena v baterii s FIA regulovanou kapacitou 2 MJ na kolo, nazývané Energy Storage (ES).
V případě potřeby může řidič stisknout tlačítko na volantu a využít tuto sílu jejím sloučením s výkonem motoru díky elektromotoru obecně umístěnému na předním konci motoru klikový hřídel.
Celkový výkon MGU-K je také regulován FIA. Dřívější systémy byly omezeny na 60 kW (zhruba 80 k), ale limit byl později zvýšen na 120 kW (téměř 160 k) v roce 2014 vyvážit slabší 1,6litrový V6, který nahradil starší, výkonnější 2,4litrový V8 motor.
Zatímco přesné specifikace systému KERS konstruktéra F1, nazývaného ve sportu jednoduše ERS, by bylo přísně střeženým tajemstvím, zmíněný systém tvoří základy elektrického KERS.
MGU-K vs MGU-H
MGU-K by se nemělo zaměňovat s MGU-H (Heat), což je samostatné elektronické zařízení tvořící zbývající část F1 ERS. Je to podobný koncept, ale místo toho, aby zachycoval teplo z brzd, zachycuje místo toho tepelnou energii generovanou výfukem motoru.
Kombinace těchto dvou systémů znamená, že baterii lze nyní nabíjet, i když vůz aktivně nebrzdí. Navíc, protože FIA neukládá na MGU-H žádné předpisy, veškerá energie generovaná tímto MGU-K může být přiváděna přímo do MGU-K, což v podstatě obchází jakékoli předpisy pro MGU-H.
MGU-H také řeší prodlevu turba použitím motoru k pohonu kompresoru, a proto nevyžaduje, aby turbína čekala na výfukové plyny. Tyto dva systémy dohromady tvoří ERS nebo Energy Recovery System na voze F1.
Jak již bylo zmíněno, výkon na kola se ovládá tlačítkem na volantu řidiče. Týmy často pomáhají řidičům agresivněji brzdit nebo řadit určitým způsobem, aby v každém kole dobili maximum energie nebo ji nasadili taktičtěji.
Liší se ERS od regenerativního brzdění?
Pokud zatím ERS zní hodně podobně jako regenerační brzdění, které vidíte u elektromobilů na silnici, nemýlíte se. Jsou v podstatě totéž. Oba systémy využívají brzdění vozidla k dobíjení autobaterie, která se pak používá k pohonu kol.
ERS je však mnohem komplikovanější a výkonnější než jednoduché aplikace regenerativního brzdění, které vidíte v silničních autech. Silniční automobily mají rekuperační brzdové systémy, které jsou zaměřeny na maximální nabití baterie, aniž by řidič musel neustále brzdit, aby ze systému něco dostal.
To pomohlo dosáhnout čemu se říká jízda na jeden pedál ve většině elektromobilů. Když pustíte plyn, systém nakopne a zpomalí auto s agresí, kterou často řidič ovládá.
Tím je zajištěno, že se baterie během každodenního dojíždění a výletů nabíjí na maximum. ERS by se místo toho soustředil na nabíjení stejné baterie s co nejmenším brzděním, tedy kombinací MGU-K a MGU-H. Rozmístění akumulované energie je také mnohem agresivnější.
KERS v silničních vozech
Mohli byste tedy nasednout do KERSu v běžném silničním autě a mít vozidla s úžasným dojezdem? Ne tak docela, vezmeme-li v úvahu, že ERS je mnohem agresivnější než běžné regenerativní brzdění, dojde k několika problémům, počínaje baterií.
Baterie používané v ERS jsou mnohem odolnější vůči rychlému nabíjení a vybíjení, protože nesou hlavní tíhu vozu F1, který mrští více než 60 kol po trati. Dokážou spotřebovat velké množství energie, aby se samy rychle dobily, a pak poskytují stejně velké množství energie, které se přidá k celkovému výkonu vozu.
Baterie silničních automobilů jsou zaměřeny na odolnost, delší životnost, aby udržely více nabíjecích cyklů, a co je důležitější, na bezpečnost. To neznamená, že ERS není bezpečný, jde pouze o to, že baterie běžného silničního elektrického nebo hybridního automobilu nebude schopna držet krok se systémem.
Regenerační brzdové systémy na autech také nevytvářejí ani zdaleka tolik energie, aby se vrátily do baterie, jako je potřeba k pohybu samotného vozu. To znamená, že získaný náboj je mnohem menší, než jaký by poskytl MGU-K.
A konečně, využití energie je také poněkud odlišné, zejména pokud řídíte hybridní vůz, kde elektrické systémy často nahrazují výkon vyrobený plynovým motorem. U elektromobilů není potřeba žádné elektrické nasazení, protože systém pouze nabíjí baterii.
Naproti tomu ERS v F1 nebo KERS obecně se zaměřuje na využití uložené elektrické energie do stávajícího výkonu motoru.
Budoucnost KERS
Jak pokroky v F1 zefektivňují baterie a regenerační systémy, nakonec se dostanou i do silničních vozů, ve kterých jezdíme každý den. To znamená, že získáme auta, která se dobíjejí rychleji, se zlepšeným dojezdem.
Do té doby se můžete pochlubit stávajícími rekuperačními systémy vašeho vozidla, které šetří tolik energie, jako dosud.
